以太網(wǎng)應用于控制時存在的問題和工業(yè)以太網(wǎng)的優(yōu)勢.docx

1、以太網(wǎng)應用于控制時存在的問題和工業(yè)以太網(wǎng)的優(yōu)勢但是傳統(tǒng)的以太網(wǎng)是一種商用網(wǎng)絡，要應用到工業(yè)控制中還 存在一些問題，主要有以下幾個方面。1、存在實時性差，不確定性的問題傳統(tǒng)的以太網(wǎng)采用了 CSMA/CD的介質(zhì)訪問控制機制，各 個節(jié)點采用 BEB (Binary Exponential Back-off)算法處理 沖突，具有排隊延遲不確定的缺陷，每個網(wǎng)絡節(jié)點要通過競 爭來取得信息包的發(fā)送權。通信時節(jié)點監(jiān)聽信道，只有發(fā)現(xiàn) 信道空閑時，才能發(fā)送信息；如果信道忙碌那么需要等待。信 息開始發(fā)送后，還需要檢查是否發(fā)生碰撞，信息如發(fā)生碰撞, 需退出重發(fā)，因此無法保證確定的排隊延遲和通信響應確定 性，不能滿足工

2、業(yè)過程控制在實時性上的要求，甚至在通信 繁忙時，還存在信息喪失的危險，從而限制了它在工業(yè)控制 中的應用。2、工業(yè)可靠性問題以太網(wǎng)是以辦公自動化為目標設計的，并沒有考慮工業(yè) 現(xiàn)場環(huán)境的適應性需要，如超高或超低的工作溫度，大電機 或其他大功率設備產(chǎn)生的影響信道傳輸特性的強電磁噪聲 等。以太網(wǎng)如在車間底層應用，必須要解決可靠性的問題。3、以太網(wǎng)不提供電源，必須有額外的供電電纜工業(yè)現(xiàn)場控制網(wǎng)絡不僅能傳輸通信信息，而且要能夠為 現(xiàn)場設備傳輸工作供應電源。這主要是從線纜鋪設和維護方 便考慮，同時總線供電還能減少線纜，降低布線本錢。4、以太網(wǎng)不是本質(zhì)平安系統(tǒng)5、平安性問題以太網(wǎng)由于使用了 TCP/IP協(xié)議，

3、因此可能會受到包括 病毒、黑客的非法入侵與非法操作等網(wǎng)絡平安威脅。沒有授 權的用戶可能進入網(wǎng)絡的控制層或管理層，造成平安漏洞。 對此，一般可采用用戶密碼、數(shù)據(jù)加密、防火墻等多種平安 機制加強網(wǎng)絡的平安管理，但針對工業(yè)自動化控制網(wǎng)絡平安 問題的解決方案還需要認真研究。6、現(xiàn)存的控制網(wǎng)絡與新建以太控制網(wǎng)絡的集成問題上述這些問題中，實時性、確定性及可靠性問題是長期 阻礙以太網(wǎng)進入工業(yè)控制領域的主要障礙。為了解決這一問 題，人們提出了工業(yè)以太網(wǎng)的解決方法。7、工業(yè)以太網(wǎng)一般來講，工業(yè)以太網(wǎng)是專門為工業(yè)應用環(huán)境設計的標 準以太網(wǎng)。工業(yè)以太網(wǎng)在技術上與商用以太網(wǎng)（即IEEE802. 3 標準）兼容，工業(yè)以

4、太網(wǎng)和標準以太網(wǎng)的異同可以比之與工 業(yè)控制計算機和商用計算機的異同。以太網(wǎng)要滿足工業(yè)現(xiàn)場 的需要，需到達以下幾個方面的要求。（1）適應性包括機械特性（耐振動、耐沖擊）、環(huán)境特性（工作溫 度要求為-40+85?？诓⒛透g、防塵、防水）、電磁環(huán)境適 應性或電磁兼容性EMC應符合EN50081-2、EN50082-2標準。（2）可靠性由于工業(yè)控制現(xiàn)場環(huán)境惡劣，對工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品的可靠 性也提出了更高的要求。（3）本質(zhì)平安與平安防爆技術對應用于存在易燃、易爆與有毒等氣體的工業(yè)現(xiàn)場的智 能裝備以及通信設備，都必須采取一定的防爆措施來保證工 業(yè)現(xiàn)場的平安生產(chǎn)?，F(xiàn)場設備的防爆技術包括隔爆型（如增 安、氣密、澆封等）和本質(zhì)平安型兩類。與隔爆型技術相比， 本質(zhì)平安技術采取抑制點火源能量作為防爆手段，可以帶來 以下技術和經(jīng)濟上的優(yōu)點：構造簡單、體積小、重量輕、造 價低；可在帶電情況下開展維護和更換；平安可靠性高；適 用范圍廣。實現(xiàn)本質(zhì)平安的關鍵技術為低功耗技術和本安防 爆技術。由于目前以太網(wǎng)收發(fā)器本身的功耗都比擬大，一般 都在六七十mA （5V工作電源），因此低功耗的現(xiàn)場設備（如 工業(yè)現(xiàn)場以太網(wǎng)交換機、傳輸媒體以及基于以太網(wǎng)的變送器 和執(zhí)行機構等）設計難以實現(xiàn)。因此，在目前的技術條件下， 對以太網(wǎng)系統(tǒng)采用隔爆防爆的措施比